Прорив у фізиці елементарних частинок: знайдена невідома субатомна частка

Вчені отримали результати одного з найбільш очікуваних експериментів у галузі фізики елементарних частинок, і вони можуть змінити фізику назавжди. Про це повідомляє Science Alert.

Результати отримані в Національній прискорювальній лабораторії ім. Енріко Фермі (Fermilab) виявили ознаки існування крихітної субатомної частки, яка відповідальна за коливання мюона. Вчені вважають, що на мюон впливають типи матерії та енергії, абсолютно невідомі фізиці.

Якщо результати правильні, це відкриття є проривом у фізиці елементарних частинок, якого очікували останні 50 років, коли вперше була розроблена домінантна теорія для пояснення субатомних частинок.

"Сьогодні екстраординарний день, довгоочікуваний не тільки для нас, але й для всього міжнародного співтовариства фізиків", — заявив співавтор експерименту з мюонів з Італійського національного інституту ядерної фізики Граціано Венанцоні.

Відомі як "товсті електрони", мюони схожі на своїх широко відомих побратимів, але вони в 200 разів важчі та радіоактивно нестабільні. Мюони розпадаються всього за мільйонні частки секунди на електрони і крихітні частинки, відомі як нейтрино.

Мюони також мають властивість, звану обертанням, яке змушує їх поводитися як магніти — розгойдуватися після потрапляння в магнітне поле.

Нові результати експерименту, в якому фізики відправили мюони кружляти навколо надпровідного магнітного кільця, показали, що мюон коливається набагато сильніше, ніж повинен.

Вчені заявили, що єдине пояснення побаченому — це існування частинок, які не враховуються системою рівнянь, званою Стандартною моделлю, яка залишалася незмінною із середини 1970-х років. Відповідно до теорії, невідомі частки і пов'язана з ними енергія підштовхує і тягне мюони всередині кільця.

Дослідники з Fermilab вважають, що додаткове коливання було реальним явищем, а не якоюсь статистичною випадковістю. Вони привласнили відхиленням показник 4,2 сигма, що неймовірно близько до порогу 5 сигм, при якому фізики елементарних частинок оголошують про велике відкриття. Результат в 5 сигм передбачає, що ймовірність випадкового результату становить 1 з 3,5 мільйони.

"Результати відображають взаємодію мюона з усім іншим у Всесвіті. Але коли теоретики обчислюють ту ж величину, використовуючи всі відомі сили і частинки зі Стандартної моделі, то не отримують тієї ж відповіді. Це показує, що мюон взаємодіє з чимось, чого немає в нашій найкращій теорії", — говорить фізик з Університету Кентуккі та менеджер з моделювання експерименту Рене Фатемі.